Asynchronität und Interoperabilität zwischen C++/WinRT und C++/CX

Artikel
07/14/2023

Tipp

Obwohl wir empfehlen, dass Sie dieses Thema von Anfang an lesen, können Sie direkt zu einer Zusammenfassung der Interoperabilitätsmethoden im Abschnitt Übersicht über das asynchrone Portieren von C++/CX zu C++/WinRT wechseln.

Dies ist ein fortgeschrittenes Thema im Zusammenhang mit der schrittweisen Portierung von C++/WinRT von C++/CX. Dieses Thema fährt dort fort, wo das Thema Interoperabilität zwischen C++/WinRT und C++/CX aufgehört hat.

Sie benötigen einen Portierungsprozess, bei dem C++/CX- und C++/WinRT-Code eine Zeit lang nebeneinander im selben Projekt existieren, wenn die Größe oder Komplexität Ihrer Codebasis eine schrittweise Portierung erforderlich macht. Wenn Sie über asynchronen Code verfügen, müssen Sie möglicherweise PPL-Aufgabenketten (Parallel Patterns Library) und Coroutinen parallel in Ihrem Projekt haben, während Sie den Quellcode schrittweise portieren. Dieses Thema konzentriert sich auf Methoden für die Interoperabilität zwischen asynchronem C++/CX-Code und asynchronem C++/WinRT-Code. Sie können diese Methoden einzeln oder kombinieren verwenden. Die Techniken ermöglichen es Ihnen, auf dem Weg zur Übertragung Ihres gesamten Projekts graduelle, kontrollierte lokale Änderungen vorzunehmen, ohne dass sich jede Änderung unkontrollierbar wie eine Kaskade durch das Produkt fortsetzt.

Bevor Sie dieses Thema lesen, empfiehlt es sich, Interoperabilität zwischen C++/WinRT und C++/CX zu lesen. In diesem Thema wird gezeigt, wie Sie Ihr Projekt für eine schrittweise Portierung vorbereiten. Es gibt Ihnen ferner eine Einführung in zwei Hilfsfunktionen, die Sie für die Konvertierung eines C++/CX-Objekts in ein C++/WinRT-Objekt (und umgekehrt) verwenden können. Dieses Thema über Asynchronität baut auf diesen Informationen auf und verwendet diese Hilfsfunktionen.

Hinweis

Für die schrittweise Portierung von C++/CX zu C++/WinRT gelten einige Einschränkungen. Bei einem Windows-Runtime-Komponentenprojekt ist eine schrittweise Portierung nicht möglich, und Sie müssen das Projekt in einem Durchgang portieren. Bei einem XAML-Projekt müssen Ihre XAML-Seitentypen zu jedem beliebigen Zeitpunkt entweder alle in C++/WinRT oder alle in C++/CX vorliegen. Weitere Informationen finden Sie im Thema Umstellen von C++/CX auf C++/WinRT.

Der Grund, warum ein ganzes Thema der Interoperabilität von asynchronem Code gewidmet ist

Die Portierung von C++/CX nach C++/WinRT ist im Allgemeinen unkompliziert, mit der einzigen Ausnahme der Portierung von Parallel Patterns Library (PPL)-Aufgaben zu Coroutinen. Die Modelle unterscheiden sich. Es gibt keine natürliche 1:1-Zuordnung von PPL-Aufgaben zu Coroutinen, und es gibt keine einfache Methode (die für alle Fälle funktioniert), den Code automatisch zu portieren.

Die gute Nachricht ist, dass die Konvertierung von Aufgaben in Coroutinen zu signifikanten Vereinfachungen führt. Entwicklungsteams berichten außerdem regelmäßig, dass, sobald sie die Hürde der Portierung ihres asynchronen Codes genommen haben, der Rest der Portierung weitgehend automatisch erfolgt.

Häufig wurde ein Algorithmus ursprünglich für synchrone APIs geschrieben. Und anschließend wurde er dann in Aufgaben und explizite Fortsetzungen übersetzt – das Ergebnis war dann häufig eine unbeabsichtigte Verschleierung der zugrunde liegenden Logik. Schleifen werden beispielsweise zu Rekursionen, if-else-Verzweigungen werden zu geschachtelten Strukturen (einer Kette) von Aufgaben und freigegebene Variablen werden zu shared_ptr. Um die oft unnatürliche Struktur von PPL-Quellcode zu dekonstruieren, empfehlen wir, dass Sie zunächst einen Schritt zurückgehen und die Absicht des ursprünglichen Codes verstehen (d. h. die ursprüngliche synchrone Version untersuchen). Anschließend fügen Sie dann co_await (kooperatives „await“) an den entsprechenden Stellen ein.

Wenn Sie also eine C#-Version (statt C++/CX) des asynchronen Codes haben, die als Ausgangspunkt Ihrer Portierung dient, kann Ihnen dies deshalb die Sache erleichtern und die Portierung übersichtlicher gestalten. C#-Code verwendet await. Somit befolgt C#-Code also bereits schon im Wesentlichen eine Philosophie, bei der mit einer synchronen Version begonnen und dann an den geeigneten Stellen await eingefügt wird.

Wenn Sie nicht über eine C#-Version Ihres Projekts verfügen, können Sie die in diesem Thema beschriebenen Techniken verwenden. Außerdem ist die Struktur Ihres asynchronen Codes nach einmal erfolgter Portierung zu C++/WinRT leichter nach C# zu übertragen, sollten Sie das wünschen.

Ein paar Hintergrundinformationen zur asynchronen Programmierung

Damit wir einen gemeinsamen Bezugsrahmen für die Konzepte und Terminologie der asynchronen Programmierung haben, legen wir kurz die Szene in Bezug auf die asynchrone Windows-Runtime-Programmierung im Allgemeinen fest, und klären wir, wie die beiden C++-Sprachprojektionen jeweils auf ihre unterschiedliche Weise darauf aufbauen.

Ihr Projekt verfügt über Methoden, die asynchron funktionieren, und davon gibt es zwei Hauptarten.

Es ist üblich, auf den Abschluss der asynchronen Arbeit zu warten, bevor Sie etwas anderes tun. Eine Methode, die ein asynchrones Vorgangsobjekt zurückgibt, ist eine Methode, auf die Sie warten können.
Doch manchmal möchten oder müssen Sie nicht auf den Abschluss der asynchronen Vorgänge warten. In diesem Fall ist es effizienter, wenn die asynchrone Methode kein asynchrones Vorgangsobjekt zurückgibt. Eine asynchrone Methode, auf die Sie nicht warten, wird als Fire-and-Forget-Methode („auslösen und vergessen“) bezeichnet.

Asynchrone Windows-Runtime-Objekte (IAsyncXxx)

Der Windows-Runtime-Namespace Windows::Foundation enthält vier Objekttypen für asynchrone Vorgänge.

Wenn wir in diesem Thema die praktische Abkürzung IAsyncXxx verwenden, beziehen wir uns entweder auf diese Typen als Gruppe, oder wir sprechen über einen der vier Typen, ohne zu spezifizieren, welchen genau.

Asynchrones C++/CX

Asynchroner C++/CX-Code nutzt Parallel Patterns Library (PPL)-Tasks. Eine PPL-Aufgabe wird von der concurrency::task-Klasse dargestellt.

In der Regel verkettet eine asynchrone C++/CX-Methode PPL-Aufgaben miteinander unter Verwendung von Lambda-Funktionen mit concurrency::create_task und concurrency::task::then. Jede Lambda-Funktion gibt eine Aufgabe zurück, die, sobald sie abgeschlossen ist, einen Wert erzeugt, der dann an die Lambda-Funktion der Fortsetzung der Aufgabe übergeben wird.

Alternativ kann eine asynchrone C++/CX-Methode, anstatt create_task aufzurufen, um eine Aufgabe zu erstellen, concurrency::create_async aufrufen, um ein IAsyncXxx^ zu erstellen.

Somit kann der Rückgabetyp einer asynchronen C++/CX-Methode eine PPL-Aufgabe oder ein IAsyncXxx^ sein.

In beiden Fällen verwendet die Methode selbst das return-Schlüsselwort, um ein asynchrones Objekt zurückzugeben, das, wenn es abgeschlossen ist, den Wert erzeugt, den der Aufrufer tatsächlich wünscht (vielleicht eine Datei, ein Bytearray oder einen booleschen Wert).

Hinweis

Wenn eine asynchrone C++/CX-Methode ein IAsyncXxx^ zurückgibt, kann TResult (falls überhaupt) nur einen Windows-Runtime-Typ annehmen. Ein boolescher Wert ist z. B. ein Windows-Runtime-Typ, aber ein C++/CX-projizierter Typ (z. B. Platform::Array<byte>^) ist dies nicht.

Asynchrones C++/WinRT

C++/WinRT integriert C++-Coroutinen in das Programmiermodell. Coroutinen und die co_await-Anweisung bieten eine natürliche Möglichkeit, um kooperativ auf ein Ergebnis zu warten.

Jeder der asynchronen IAsyncXxx-Typen in einen entsprechenden Typ im C++/WinRT-Namespace winrt::Windows::Foundation projiziert. Bezeichnen wir diese als winrt::IAsyncXxx (gegenüber den IAsyncXxx^ von C++/CX).

Der Rückgabetyp einer C++/WinRT-Coroutine ist entweder ein winrt::IAsyncXxx oder winrt::fire_and_forget. Und anstatt das return-Schlüsselwort zu verwenden, um ein asynchrones Objekt zurückzugeben, verwendet eine Coroutine das co_return-Schlüsselwort, um kooperativ den Wert zurückzugeben, den der Aufrufer tatsächlich wünscht (vielleicht eine Datei, ein Bytearray oder einen booleschen Wert).

Wenn eine Methode mindestens eine co_await-Anweisung (oder mindestens eine co_return oder co_yield) enthält, ist die Methode aus diesem Grund eine Coroutine.

Weitere Informationen und Codebeispiele findest du unter Parallelität und asynchrone Vorgänge mit C++/WinRT.

Das Direct3D-Spielbeispiel (Simple3DGameDX)

Dieses Thema enthält mehrere exemplarische Vorgehensweisen zu verschiedenen spezifischen Programmiertechniken, die veranschaulichen, wie Sie asynchronen Code schrittweise portieren. Um als Fallstudie fungieren zu können, verwenden wir die C++/CX-Version des Direct3D-Spielbeispiels (das den Namen Simple3DGameDX trägt). Wir zeigen Ihnen einige Beispiele dafür, wie Sie den ursprünglichen C++/CX-Quellcode in dieses Projekt übernehmen und seinen asynchronen Code schrittweise zu C++/WinRT portieren können.

Laden Sie die ZIP-Datei unter dem obigen Link herunter, und entpacken Sie sie.
Öffnen Sie das C++/CX-Projekt (es befindet sich im Ordner namens cpp) in Visual Studio.
Anschließend müssen Sie dem Projekt C++/WinRT-Unterstützung hinzufügen. Die Schritte, die Sie dazu ausführen müssen, sind in Erweitern eines bestehenden C++/CX-Projekts um C++/WinRT-Unterstützung beschrieben. In diesem Abschnitt ist der Schritt zum Hinzufügen der interop_helpers.h-Headerdatei zu Ihrem Projekt besonders wichtig, da wir in diesem Thema von diesen Hilfsfunktionen abhängig sind.
Fügen Sie schließlich #include <pplawait.h> zu pch.h hinzu. Dadurch erhält Ihre Coroutine Unterstützung für PPL (weitere Informationen zu dieser Unterstützung finden Sie im folgenden Abschnitt).

Erstellen Sie jetzt noch keinen Build, sonst erhalten Sie Fehler, weil byte nicht eindeutig ist. So beheben Sie dieses Problem.

Öffnen Sie BasicLoader.cpp, und kommentieren Sie using namespace std; aus.
In derselben Quellcodedatei müssen Sie dann shared_ptr als std::shared_ptr qualifizieren. Dies können Sie mit einem Suchen-und-Ersetzen-Vorgang innerhalb dieser Datei durchführen.
Qualifizieren Sie anschließend vector als std::vector und string als std::string.

Das Projekt wird nun erneut erstellt, besitzt C++/WinRT-Unterstützung und enthält die Interoperabilitätshilfsfunktionen from_cx und to_cx.

Sie haben das Simple3DGameDX-Projekt nun fertig eingerichtet, um die weiteren exemplarischen Vorgehensweisen zum Code in diesem Thema nachzuvollziehen.

Übersicht über das Portieren von asynchronem C++/CX zu C++/WinRT

Kurz gesagt, werden wir beim Portieren PPL-Aufgabenketten in Aufrufe von co_await ändern. Wir ändern den Rückgabewert einer Methode von einer PPL-Aufgabe in ein C++/WinRT winrt::IAsyncXxx-Objekt. Und wir ändern außerdem alle IAsyncXxx^ in ein C++/WinRT winrt::IAsyncXxx.

Sie erinnern sich, dass eine Coroutine jede Methode ist, die co_xxx aufruft. Eine C++/WinRT-Coroutine verwendet co_return, um ihren Wert kooperativ zurückzugeben. Dank der Coroutinenunterstützung für PPL(dank pplawait.h) können Sie auch co_return verwenden, um eine PPL-Aufgabe aus einer Coroutine zurückzugeben. Außerdem können Sie auch co_await für sowohl Aufgaben als auch für IAsyncXxx verwenden. Aber Sie können nicht co_return verwenden, um ein IAsyncXxx^ zurückzugeben. In der folgenden Tabelle wird die Unterstützung für die Interoperabilität zwischen den verschiedenen asynchronen Methoden beschrieben, wenn pplawait.h im Bild ist.

Methode	Können Sie sie `co_await`en?	Können Sie aus Ihr `co_return`en?
Methode gibt Aufgabe<void> zurück.	Ja	Ja
Methode gibt Aufgabe<T> zurück.	Nein	Ja
Methode gibt IAsyncXxx^ zurück	Ja	Nein. Aber Sie umschließen eine Aufgabe, die `co_return` verwendet, mit create_async.
Methode gibt winrt::IAsyncXxx zurück	Ja	Ja

Verwenden Sie diese nächste Tabelle, um direkt zu dem Abschnitt in diesem Thema zu wechseln, in dem eine interessierende Interop-Technik beschrieben wird, oder lesen Sie einfach weiter.

Asynchrone Interoperabilitätsmethode	Abschnitt in diesem Thema
Verwenden von `co_await`, um auf eine Aufgabe<void>-Methode aus einer Fire-and-Forget-Methode oder innerhalb eines Konstruktors zu warten.	Warten auf eine Aufgabe<task> innerhalb einer Fire-and-Forget-Methode
Verwenden Sie `co_await`, um auf eine Aufgabe<void>-Methode aus einer Aufgabe<void>-Methode zu warten.	Warten auf eine Aufgabe<void> innerhalb einer Aufgabe<void>-Methode
Verwenden Sie `co_await`, um auf eine Aufgabe<void>-Methode aus einer Aufgabe<T>-Methode zu warten.	Warten auf eine Aufgabe<void> innerhalb einer Aufgabe<T>-Methode
Verwenden Sie `co_await`, um auf eine IAsyncXxx^-Methode zu warten.	Warten auf ein IAsyncXxx^ in einer Aufgabe-Methode, wobei der Rest des Projekts unverändert bleibt
Verwenden Sie `co_return` innerhalb einer Aufgabe<void>-Methode.	Warten auf eine Aufgabe<void> innerhalb einer Aufgabe<void>-Methode
Verwenden Sie `co_return` innerhalb einer Aufgabe<T>-Methode.	Warten auf ein IAsyncXxx^ in einer Aufgabe-Methode, wobei der Rest des Projekts unverändert bleibt
Umschließen einer Aufgabe, die `co_return` verwendet, mit create_async.	Umschließen eine Aufgabe, die `co_return` verwendet, mit create_async
Portieren von concurrency::wait.	Portieren von concurrency::wait zu `co_await winrt::resume_after`
Zurückgeben von winrt::IAsyncXxx anstelle einer Aufgabe<void>.	Portieren eines Aufgabe<void>-Rückgabetyps zu winrt::IAsyncXxx
Konvertieren einer winrt::IAsyncXxx<T> (T ist primitiv) in eine Aufgabe<T>.	Konvertieren einer winrt::IAsyncXxx<T> (T ist primitiv) in eine Aufgabe<T>
Konvertieren einer winrt::IAsyncXxx<T> (T ist ein Windows Runtime-Typ) in eine Aufgabe<T^>.	Konvertieren einer winrt::IAsyncXxx<T> (T ist ein Windows Runtime-Typ) in eine Aufgabe<T^>

Im Folgenden finden Sie ein kurzes Codebeispiel, das einen Teil der Unterstützung veranschaulicht.

#include <ppltasks.h>
#include <pplawait.h>
#include <winrt/Windows.Foundation.h>

concurrency::task<bool> TaskAsync()
{
    co_return true;
}

Windows::Foundation::IAsyncOperation<bool>^ IAsyncXxxCppCXAsync()
{
    // co_return true; // Error! Can't do that. But you can do
    // the following.
    return concurrency::create_async([=]() -> concurrency::task<bool> {
        co_return true;
        });
}

winrt::Windows::Foundation::IAsyncOperation<bool> IAsyncXxxCppWinRTAsync()
{
    co_return true;
}

concurrency::task<bool> CppCXAsync()
{
    bool b1 = co_await TaskAsync();
    bool b2 = co_await IAsyncXxxCppCXAsync();
    co_return co_await IAsyncXxxCppWinRTAsync();
}

winrt::fire_and_forget CppWinRTAsync()
{
    bool b1 = co_await TaskAsync();
    bool b2 = co_await IAsyncXxxCppCXAsync();
    bool b3 = co_await IAsyncXxxCppWinRTAsync();
}

Wichtig

Selbst bei diesen hervorragenden Interoperabilitätsoptionen hängt das schrittweise Portieren von der Auswahl von Änderungen ab, die wir mit chirurgischer Präzision vornehmen können, ohne dass sie sich auf den Rest des Projekts auswirken. Wir möchten vermeiden, an einem beliebigen losen Ende zu zupfen und so die gesamte Struktur des Projekts „aufzuribbeln“. Hierfür müssen wir die Dinge in einer bestimmten Reihenfolge erledigen. Sehen wir uns als Nächstes einige Beispiele für die Vornahme dieser Art von asynchroniebezogenen Portierungs-/Interopänderungen an.

Warten auf eine Aufgabe<void>-Methode, wobei der Rest des Projekts unverändert bleibt

Eine Methode, die Aufgabe<void> zurückgibt, führt Arbeit asynchron aus und gibt ein asynchrones Vorgangsobjekt zurück, erzeugt aber letztendlich keinen Wert. Wir können auf eine Methode wie diese co_awaiten.

Ein guter Ausgangspunkt, um asynchronen Code schrittweise zu portieren, ist es also, die Stellen zu finden, an denen Sie derartige Methoden aufrufen. Diese Stellen gehen mit dem Erstellen und/oder Zurückgeben einer Aufgabe einher. Möglicherweise kommt auch die Art von Aufgabenkette vor, bei denen kein Wert von den einzelnen Aufgaben an ihre Nachfolger übergeben wird. An solchen Stellen können Sie den asynchronen Code einfach durch co_await-Anweisungen ersetzen, wie wir zeigen werden.

Hinweis

Im Verlauf dieses Themas sehen Sie die Vorteile dieser Strategie. Wenn eine bestimmte Aufgabe<void>-Methode ausschließlich über co_await aufgerufen wird, steht es Ihnen im Anschluss frei, diese Methode nach C++/WinRT zu portieren und sie eine winrt::IAsyncXxx zurückgeben zu lassen.

Sehen wir uns ein paar Beispiele an. Öffnen Sie das Simple3DGameDX-Projekt (siehe Das Direct3D-Spielbeispiel).

Wichtig

Denken Sie in den folgenden Beispielen daran, wenn Sie sehen, wie die Implementierungen von Methoden geändert werden, dass wir die Aufrufer der Methoden, die wir ändern, nicht ändern müssen. Diese Änderungen sind ortsgebunden (lokalisiert) und kaskadieren nicht durch das Projekt.

Warten auf eine Aufgabe<void> innerhalb einer Fire-and-Forget-Methode

Beginnen wir damit, dass wir auf die Aufgabe<void> innerhalb von Fire-and-Forget-Methoden warten, da dies der einfachste Fall ist. Dabei handelt es sich um Methoden, die asynchron arbeiten, aber der Aufrufer der Methode wartet nicht auf den Abschluss dieser Arbeiten. Sie rufen die Methode einfach auf, und vergessen sie, ungeachtet der Tatsache, dass asynchron abgeschlossen wird.

Suchen Sie in Richtung Stamm des Abhängigkeitsdiagramms Ihres Projekts nach void-Methoden, die create_task und/oder Aufgabenketten enthalten, in denen nur Aufgabe<void>-Methoden aufgerufen werden.

In Simple3DGameDX finden Sie Code dieser Art in der Implementierung der Methode GameMain::Update. Sie befindet sich in der Quellcodedatei GameMain.cpp.

GameMain::Update

Hier sehen Sie einen Auszug aus der C++/CX-Version der Methode, in dem die beiden Teile der Methode gezeigt werden, die asynchron abgeschlossen werden.

void GameMain::Update()
{
    ...
    case UpdateEngineState::WaitingForPress:
        ...
        m_game->LoadLevelAsync().then([this]()
        {
            m_game->FinalizeLoadLevel();
            m_updateState = UpdateEngineState::ResourcesLoaded;
        }, task_continuation_context::use_current());
        ...
    case UpdateEngineState::Dynamics:
        ...
        m_game->LoadLevelAsync().then([this]()
        {
            m_game->FinalizeLoadLevel();
            m_updateState = UpdateEngineState::ResourcesLoaded;
        }, task_continuation_context::use_current());
        ...
    ...
}

Sie sehen einen Aufruf der Simple3DGame::LoadLevelAsync-Methode sehen (die eine PPL-Aufgabe<void>) zurückgibt. Danach befindet sich eine Fortsetzung, die synchrone Arbeiten durchführt. LoadLevelAsync ist asynchron, gibt aber keinen Wert zurück. Daher wird kein Wert von der Aufgabe an die Fortsetzung weitergegeben.

Wir können an diesen beiden Stellen die gleiche Art Änderung am Code vornehmen. Der Code wird im Anschluss an das nachfolgenden Listing erläutert. Wir könnten an dieser Stelle die sichere Methode für den Zugriff auf den this-Zeiger in einer Klassenember-Coroutine besprechen. Stellen wir das bis zu einem späteren Abschnitt (Die aufgeschobene Diskussion über co_await und den this-Zeiger)zurück – für unsere augenblicklichen Zwecke funktioniert dieser Code.

winrt::fire_and_forget GameMain::Update()
{
    ...
    case UpdateEngineState::WaitingForPress:
        ...
        co_await m_game->LoadLevelAsync();
        m_game->FinalizeLoadLevel();
        m_updateState = UpdateEngineState::ResourcesLoaded;
        ...
    case UpdateEngineState::Dynamics:
        ...
        co_await m_game->LoadLevelAsync();
        m_game->FinalizeLoadLevel();
        m_updateState = UpdateEngineState::ResourcesLoaded;
        ...
    ...
}

Wie Sie sehen können, können wir , weil LoadLevelAsync eine Aufgabe zurückgibt, es co_await. Und wir benötigen keine explizite Fortsetzung – der Code, der auf eine co_await folgt, wird nur ausgeführt, wenn LoadLevelAsync abgeschlossen ist.

Durch die Einführung von co_await wird die Methode in eine Coroutine umgewandelt, sodass wir sie nicht weiterhin void zurückgeben lassen können. Es handelt sich um eine Fire-and-Forget-Methode, daher haben wir sie so geändert, dass sie winrt::fire_and_forget zurückgibt.

Außerdem müssen Sie GameMain.hbearbeiten. Ändern Sie in der Deklaration dort außerdem den Rückgabewert von GameMain::Update von void in winrt::fire_and_forget.

Sie können diese Änderung an Ihrer Kopie des Projekts vornehmen, woraufhin das Spiel immer noch erstellt und unverändert ausgeführt wird. Der Quellcode ist nach wie vor grundsätzlich C++/CX, aber er verwendet nun dieselben Muster wie C++/WinRT, sodass wir der Fähigkeit zum automatischen Portieren des Rests des Codes etwas nähergekommen sind.

GameMain::ResetGame

GameMain::ResetGame ist eine weitere Fire-and-Forget-Methode, die ebenfalls LoadLevelAsync aufruft. Sie können dort die gleiche Codeänderung vornehmen, wenn Sie üben möchten.

GameMain::OnDeviceRestored

Die Sache wird etwas interessanter in GameMain::OnDeviceRestored wegen seiner tieferen Schachtelung von asynchronem Code, einschließlich einer No-Op-Aufgabe. Im Folgenden finden Sie eine Gliederung der asynchronen Teile der Methode (mit dem durch Ellipsen dargestellten weniger interessanten synchronen Code).

void GameMain::OnDeviceRestored()
{
    ...
    create_task([this]()
    {
        return m_renderer->CreateGameDeviceResourcesAsync(m_game);
    }).then([this]()
    {
        ...
        if (m_updateState == UpdateEngineState::WaitingForResources)
        {
            ...
            return m_game->LoadLevelAsync().then([this]()
            {
                ...
            }, task_continuation_context::use_current());
        }
        else
        {
            return create_task([]()
            {
                // Return a no-op task.
            });
        }
    }, task_continuation_context::use_current()).then([this]()
    {
        ...
    }, task_continuation_context::use_current());
}

Ändern Sie zunächst den Rückgabetyp von GameMain::OnDeviceRestored von void in winrt::fire_and_forget innerhalb von GameMain.h und .cpp. Sie müssen außerdem DeviceResources.h öffnen und dieselbe Änderung am Rückgabetyp IDeviceNotify::OnDeviceRestored vornehmen.

Um den asynchronen Code zu portieren, entfernen Sie alle create_task- und then-Aufrufe mit deren geschweiften Klammern, und vereinfachen Sie die Methode in eine vereinfachte Reihe von Anweisungen.

Ändern Sie jedes return, das eine Aufgabe zurückgibt, in ein co_await. Es bleibt ein return übrig, das nichts zurückgibt, also löschen Sie dies einfach. Wenn Sie fertig sind, ist die No-Op-Aufgabe nicht mehr vorhanden, und die Gliederung der asynchronen Teile der Methode sieht wie folgt aus. Wiederum wird der weniger interessante synchrone Code durch Ellipsen markiert.

winrt::fire_and_forget GameMain::OnDeviceRestored()
{
    ...
    co_await m_renderer->CreateGameDeviceResourcesAsync(m_game);
    ...
    if (m_updateState == UpdateEngineState::WaitingForResources)
    {
        co_await m_game->LoadLevelAsync();
        ...
    }
    ...
}

Wie Sie sehen können, ist diese Form asynchroner Struktur erheblich einfacher und leichter zu lesen.

GameMain::GameMain

Der GameMain::GameMain-Konstruktor führt die Arbeit asynchron aus, und kein Teil des Projekts wartet darauf, dass eine Aufgabe abgeschlossen wird. In diesem Listing finden Sie wiederum eine Gliederung der asynchronen Teile.

GameMain::GameMain(...) : ...
{
    ...
    create_task([this]()
    {
        ...
        return m_renderer->CreateGameDeviceResourcesAsync(m_game);
    }).then([this]()
    {
        ...
        if (m_updateState == UpdateEngineState::WaitingForResources)
        {
            return m_game->LoadLevelAsync().then([this]()
            {
                ...
            }, task_continuation_context::use_current());
        }
        else
        {
            return create_task([]()
            {
                // Return a no-op task.
            });
        }
    }, task_continuation_context::use_current()).then([this]()
    {
        ....
    }, task_continuation_context::use_current());
}

Ein Konstruktor kann jedoch keine winrt::fire_and_forget zurückgeben, weshalb wird den asynchronen Code in eine neue GameMain::ConstructInBackground-Fire-and-Forget-Methode verschieben, den Code zu co_await-Anweisungen vereinfachen und die neue Methode aus dem Konstruktor aufrufen. Dies ist das Ergebnis.

GameMain::GameMain(...) : ...
{
    ...
    ConstructInBackground();
}

winrt::fire_and_forget GameMain::ConstructInBackground()
{
    ...
    co_await m_renderer->CreateGameDeviceResourcesAsync(m_game);
    ...
    if (m_updateState == UpdateEngineState::WaitingForResources)
    {
        ...
        co_await m_game->LoadLevelAsync();
        ...
    }
    ...
}

Jetzt wurden alle Fire-and-Forget-Methoden – tatsächlich sogar der gesamte asynchrone Code – in GameMain in Coroutinen umgewandelt. Wenn Sie möchten, könnten Sie in anderen Klassen nach Fire-and-Forget-Methoden suchen und ähnliche Änderungen vornehmen.

Die verschobene Besprechung von `co_await` und dem this-Zeiger

Als wir Änderungen an GameMain::Update vorgenommen haben, habe ich eine Besprechung des this-Zeigers verschoben. Lassen Sie und dies nun nachholen.

Dies gilt für alle Methoden, die wir bisher geändert haben. Ferner gilt es auch für alle Coroutinen, nicht nur für Fire-and-Forget-Coroutinen. Durch die Einführung einer co_await in eine Methode wird ein Anhaltepunkt eingeführt. Und aus diesem Grund müssen wir mit dem this-Zeiger vorsichtig sein, den wir natürlich hinter dem Anhaltepunkt verwenden werden, und zwar jedes Mal, wenn wir auf einen Klassenmember zugreifen.

Die kurze Version lautet, dass die Lösung implements::get_strong aufgerufen wird. Doch eine vollständige Behandlung des Problems und seiner Lösung finden Sie unter Sicherer Zugriff auf den this-Zeiger in einer Klassenmember-Coroutine.

Sie können implements::get_strong nur in einer Klasse aufrufen, die von winrt::implements abgeleitet ist.

Ableiten von GameMain von winrt::implements

Die erste Änderung, die wir vornehmen müssen, erfolgt in GameMain.h.

class GameMain :
    public DX::IDeviceNotify

GameMain implementiert weiterhin DX::IDeviceNotify, aber wir ändern es dahingehende, dass es von winrt::implements abgeleitet wird.

class GameMain : 
    public winrt::implements<GameMain, winrt::Windows::Foundation::IInspectable>,
    DX::IDeviceNotify

Als Nächstes suchen Sie in App.cpp diese Methode.

void App::Load(Platform::String^)
{
    if (!m_main)
    {
        m_main = std::unique_ptr<GameMain>(new GameMain(m_deviceResources));
    }
}

Nachdem nun aber GameMain von winrt::implements abgeleitet wird, müssen wir es auf andere Weise erstellen. In diesem Fall verwenden wir die Funktionsvorlage winrt::make_self. Weitere Informationen finden Sie unter Instanziierung und Rückgabe von Implementierungstypen und Schnittstellen.

Ersetzen Sie die betreffende Codezeile hierdurch.

    ...
    m_main = winrt::make_self<GameMain>(m_deviceResources);
    ...

Um die Schleife bei dieser Änderung zu schließen, müssen wir auch den Typ von m_main ändern. Suchen Sie in App.h diesen Code.

ref class App sealed :
    public Windows::ApplicationModel::Core::IFrameworkView
{
    ...
private:
    ...
    std::unique_ptr<GameMain> m_main;
};

Ändern Sie die betreffende Deklaration von m_main in diese.

    ...
    winrt::com_ptr<GameMain> m_main;
    ...

Wir können jetzt implements::get_strong aufrufen.

Für GameMain::Update sowie für jede der anderen Methoden, der wir ein co_await hinzugefügt haben, erfahren Sie hier, wie Sie get_strong am Anfang einer Coroutine aufrufen können, um sicherzustellen, dass ein starker Verweis so lange überdauert, bis die Coroutine abgeschlossen ist.

winrt::fire_and_forget GameMain::Update()
{
    auto strong_this{ get_strong() }; // Keep *this* alive.
    ...
        co_await ...
    ...
}

Warten auf eine Aufgabe<void> innerhalb einer Aufgabe<void>-Methode

Der zweit einfachste Fall ist das Warten auf die Aufgabe<void> in einer Methode, die wiederum selbst eine Aufgabe<void> zurückgibt. Das liegt daran, dass wir auf eine Aufgabe<void>co_awaiten können und aus ihr co_returnen können.

Ein besonders einfaches Beispiel finden Sie in der Implementierung der Methode Simple3DGame::LoadLevelAsync. Sie befindet sich in der Quellcodedatei Simple3DGame.cpp.

task<void> Simple3DGame::LoadLevelAsync()
{
    m_level[m_currentLevel]->Initialize(m_objects);
    m_levelDuration = m_level[m_currentLevel]->TimeLimit() + m_levelBonusTime;
    return m_renderer->LoadLevelResourcesAsync();
}

Es gibt nur ein bisschen synchronen Code, gefolgt von der Rückgabe der Aufgabe, die von GameRenderer::LoadLevelResourcesAsync erstellt wurde.

Anstatt diese Aufgabe zurückzugeben, co_awaiten wir auf sie, und co_return dann das resultierende void.

task<void> Simple3DGame::LoadLevelAsync()
{
    m_level[m_currentLevel]->Initialize(m_objects);
    m_levelDuration = m_level[m_currentLevel]->TimeLimit() + m_levelBonusTime;
    co_return co_await m_renderer->LoadLevelResourcesAsync();
}

Das sieht nicht nach einer tiefgreifenden Änderung aus. Da wir jetzt jedoch GameRenderer::LoadLevelResourcesAsync per co_await aufrufen, können wir sie auch portieren, um eine winrt::IAsyncXxx anstelle einer Aufgabe zurückzugeben. Das erledigen wir später im Abschnitt Portieren eines Aufgabe<void>-Rückgabetyps zu winrt::IAsyncXxx.

Warten auf eine Aufgabe<void> innerhalb einer Aufgabe<T>-Methode

Zwar gibt es keine geeigneten Beispiele in Simple3DGameDX- , doch können wir uns ein hypothetisches Beispiel ausdenken, nur um das Muster zu veranschaulichen.

Die erste Zeile im folgenden Codebeispiel veranschaulicht lediglich das einfache co_await einer Aufgabe<void>. Um dann dem Rückgabetyp der Aufgabe<T> zu genügen, müssen wir eine StorageFile^ asynchron zurückgeben. Zu diesem Zweck co_awaiten wir eine Windows Runtime-API und co_returnen die resultierende Datei.

task<StorageFile^> Simple3DGame::LoadLevelAndRetrieveFileAsync(
    StorageFolder^ location,
    Platform::String^ filename)
{
    co_await m_renderer->LoadLevelResourcesAsync();
    co_return co_await location->GetFileAsync(filename);
}

In der gleichen Weise könnten wir sogar noch mehr von der Methode zu C++/WinRT portieren.

winrt::Windows::Foundation::IAsyncOperation<winrt::Windows::Storage::StorageFile>
Simple3DGame::LoadLevelAndRetrieveFileAsync(
    StorageFolder location,
    std::wstring filename)
{
    co_await m_renderer->LoadLevelResourcesAsync();
    co_return co_await location.GetFileAsync(filename);
}

Der m_renderer-Datenmember ist noch in C++/CX in diesem Beispiel.

Warten auf ein IAsyncXxx^ in einer Aufgabe-Methode, wobei der Rest des Projekts unverändert bleibt

Wir haben gesehen, wie Sie eine Aufgabe<void>co_awaiten können. Sie können auch eine Methode co_awaiten, die eine IAsyncXxx zurückgibt, unabhängig davon, ob es sich um eine Methode in Ihrem Projekt oder um eine asynchrone Windows-API handelt (z. B. StorageFolder.GetFileAsync, für die wir im vorherigen Abschnitt ein kooperatives await verwendet hatten).

Ein Beispiel für die Stelle, an der wir diese Art von Codeänderung vornehmen können, finden wir bei BasicReaderWriter::ReadDataAsync (implementiert in BasicReaderWriter.cpp).

Hier ist die ursprüngliche C++/CX-Version.

task<Platform::Array<byte>^> BasicReaderWriter::ReadDataAsync(
    _In_ Platform::String^ filename
    )
{
    return task<StorageFile^>(m_location->GetFileAsync(filename)).then([=](StorageFile^ file)
    {
        return FileIO::ReadBufferAsync(file);
    }).then([=](IBuffer^ buffer)
    {
        auto fileData = ref new Platform::Array<byte>(buffer->Length);
        DataReader::FromBuffer(buffer)->ReadBytes(fileData);
        return fileData;
    });
}

Das Codelisting unten zeigt, dass wir Windows-APIs, die IAsyncXxx^ zurückgeben, co_awaiten können. Nicht nur das, wir können außerdem den Wert co_returnen, den BasicReaderWriter::ReadDataAsync asynchron zurückgibt (in diesem Fall ein Bytearray). Der erste Schritt zeigt, wie Sie nur diese Änderungen vornehmen. Die tatsächliche Portierung des C++/CX-Codes zu C++/WinRT erfolgt im nächsten Abschnitt.

task<Platform::Array<byte>^> BasicReaderWriter::ReadDataAsync(
    _In_ Platform::String^ filename
)
{
    StorageFile^ file = co_await m_location->GetFileAsync(filename);
    IBuffer^ buffer = co_await FileIO::ReadBufferAsync(file);
    auto fileData = ref new Platform::Array<byte>(buffer->Length);
    DataReader::FromBuffer(buffer)->ReadBytes(fileData);
    co_return fileData;
}

Auch hier müssen wir die Aufrufer der Methoden, die wir ändern, nicht ändern, da wir den Rückgabetyp nicht geändert haben.

Portieren von ReadDataAsync (das Meiste) zu C++/WinRT, wobei der Rest des Projekts unverändert bleibt

Wir können noch einen Schritt weitergehen und die Methode fast vollständig zu C++/WinRT portieren, ohne jeglichen anderen Teil des Projekts ändern zu müssen.

Die einzige Abhängigkeit, die diese Methode vom Rest des Projekts besitzt, ist der BasicReaderWriter::m_location-Datenmember, der ein C++/CX-StorageFolder^ ist. Um den Datenmember sowie den Parametertyp und den Rückgabetyp unverändert zu lassen, müssen wir nur ein paar Konvertierungen durchführen, eine am Anfang der Methode und eine am Ende der Methode. Hierfür können wir die Interoperabilitätshilfsfunktionen from_cx und to_cx verwenden.

Im Folgenden wird erläutert, wie BasicReaderWriter::ReadDataAsync aussieht, nachdem seine Implementierung vorwiegend zu C++/WinRT implementiert wurde. Dies ist ein gutes Beispiel für das schrittweise Portieren. Und diese Methode befindet sich in der Phase, in der wir uns nun von ihrer Betrachtung als einer C++/CX-Methode, die C++/WinRT-Methoden verwendet, lösen können, um sie als eine C++/WinRT-Methode zu betrachten, die mit C++/CX interagiert.

#include <winrt/Windows.Storage.h>
#include <winrt/Windows.Storage.Streams.h>
#include <robuffer.h>
...
task<Platform::Array<byte>^> BasicReaderWriter::ReadDataAsync(
    _In_ Platform::String^ filename)
{
    auto location_from_cx = from_cx<winrt::Windows::Storage::StorageFolder>(m_location);

    auto file = co_await location_from_cx.GetFileAsync(filename->Data());
    auto buffer = co_await winrt::Windows::Storage::FileIO::ReadBufferAsync(file);
    byte* bytes;
    auto byteAccess = buffer.as<Windows::Storage::Streams::IBufferByteAccess>();
    winrt::check_hresult(byteAccess->Buffer(&bytes));

    co_return ref new Platform::Array<byte>(bytes, buffer.Length());
}

Hinweis

In ReadDataAsync oben haben wir ein neues C++/CX-Array erstellt und zurückgegeben. Und natürlich haben wir dies getan, um den Rückgabetyp der Methode zu erfüllen (damit wir nicht den Rest des Projekts ändern mussten).

Ihnen können weitere Beispiele in Ihrem eigenen Projekt begegnen, in denen Sie nach dem Portieren das Ende der Methode erreichen, und alles, was vorhanden ist, ist ein C++/WinRT-Objekt. Um dieses zu co_return, rufen Sie einfach to_cx auf, um es zu konvertieren. Weitere Informationen dazu und ein Beispiel finden Sie im nächsten Abschnitt.

Konvertieren einer winrt::IAsyncXxx<T> in eine Aufgabe<T>

Dieser Abschnitt behandelt die Situation, dass Sie eine asynchrone Methode zu C++/WinRT portiert haben (sodass sie eine winrt::IAsyncXxx<T> zurückgibt), Sie aber immer noch über C++/CX-Code verfügen, der diese Methode aufruft, als gäbe sie immer noch eine Aufgabe zurück.

In einem dieser Fälle ist T primitiv, was keine Konvertierung erfordert.
Der andere Fall ist, dass T ein Windows-Runtime Typ ist, in diesem Fall müssen Sie ihn in einen T^ konvertieren.

Konvertieren einer winrt::IAsyncXxx<T> (T ist primitiv) in eine Aufgabe<T>

Das Muster in diesem Abschnitt trifft zu, wenn Sie einen primitiven Wert asynchron zurückgeben (wir verwenden zur Verdeutlichung einen Booleschen Wert). Sehen Sie sich ein Beispiel an, in dem eine Methode, die Sie bereits zu C++/WinRT portiert haben, diese Signatur aufweist.

winrt::Windows::Foundation::IAsyncOperation<bool>
MyClass::GetBoolMemberFunctionAsync()
{
    bool value = ...
    co_return value;
}

Sie können einen Aufruf dieser Methode in dieser Weise in eine Aufgabe konvertieren.

task<bool> MyClass::RetrieveBoolTask()
{
    co_return co_await GetBoolMemberFunctionAsync();
}

Oder in dieser Weise.

task<bool> MyClass::RetrieveBoolTask()
{
    return concurrency::create_task(
        [this]() -> concurrency::task<bool> {
            auto result = co_await GetBoolMemberFunctionAsync();
            co_return result;
        });
}

Beachten Sie, dass der Aufgabe-Rückgabetyp der Lambda-Funktion explizit ist, da der Compiler ihn nicht ableiten kann.

Wir könnten die Methode auch aus einer beliebigen Aufgabenkette aufrufen, wie hier. Wiederum mit einem expliziten Lambda-Rückgabetyp.

...
.then([this]() -> concurrency::task<bool> {
    co_return co_await GetBoolMemberFunctionAsync();
}).then([this](bool result) {
    ...
});
...

Konvertieren einer winrt::IAsyncXxx<T> (T ist ein Windows Runtime-Typ) in eine Aufgabe<T^>

Das Muster in diesem Abschnitt trifft zu, wenn Sie asynchron einen Windows Runtime-Wert zurückgeben (wir verwenden zur Verdeutlichung einen StorageFile-Wert). Sehen Sie sich ein Beispiel an, in dem eine Methode, die Sie bereits zu C++/WinRT portiert haben, diese Signatur aufweist.

winrt::Windows::Foundation::IAsyncOperation<winrt::Windows::Storage::StorageFile>
MyClass::GetStorageFileMemberFunctionAsync()
{
    co_return co_await winrt::Windows::Storage::StorageFile::GetFileFromPathAsync
    (L"MyFile.txt");
}

In der nächsten Auflistung sehen Sie, wie Sie einen Aufruf dieser Methode in eine Aufgabe konvertieren. Beachten Sie, dass wir die Interop-Hilfsfunktion to_cx aufrufen müssen, um das zurückgegebene C++/WinRT-Objekt in ein C++/CX-Handleobjekt zu konvertieren (auch als hat bezeichnet).

task<Windows::Storage::StorageFile^> RetrieveStorageFileTask()
{
    winrt::Windows::Storage::StorageFile storageFile =
        co_await GetStorageFileMemberFunctionAsync();
    co_return to_cx<Windows::Storage::StorageFile>(storageFile);
}

Hier das Gleiche in einer kompakteren Version.

task<Windows::Storage::StorageFile^> RetrieveStorageFileTask()
{
    co_return to_cx<Windows::Storage::StorageFile>(GetStorageFileMemberFunctionAsync());
}

Sie können sich sogar dafür entscheiden, dieses Muster mit einer wiederverwendbaren Funktionsvorlage zu umschließen und es zu returnen, wie Sie normalerweise eine Aufgabe zurückgeben.

template<typename ResultTypeCX, typename Awaitable>
concurrency::task<ResultTypeCX^> to_task(Awaitable awaitable)
{
    co_return to_cx<ResultTypeCX>(co_await awaitable);
}

task<Windows::Storage::StorageFile^> RetrieveStorageFileTask()
{
    return to_task<Windows::Storage::StorageFile>(GetStorageFileMemberFunctionAsync());
}

Wenn Ihnen diese Idee gefällt, kann es nützlich sein, interop_helpers.hto_task hinzuzufügen.

Umschließen einer Aufgabe, die `co_return` verwendet, mit create_async

Sie können eine IAsyncXxx^ nicht direkt co_return, aber Sie können etwas Ähnliches erreichen. Wenn Sie über eine Aufgabe verfügen, die einen Wert kooperativ zurückgibt, können Sie sie in einen Aufruf an concurrency::create_async einschließen.

Im Folgenden sehen Sie ein hypothetisches Beispiel, da es kein Beispiel gibt, das wir aus Simple3DGameDX verwenden können.

Windows::Foundation::IAsyncOperation<bool>^ MyClass::RetrieveBoolAsync()
{
    return concurrency::create_async(
        [this]() -> concurrency::task<bool> {
            bool result = co_await GetBoolMemberFunctionAsync();
            co_return result;
        });
}

Wie Sie sehen, könnten Sie den Rückgabewert von jeder Methode abrufen, die Sie co_awaiten können.

Portieren von concurrency::wait zu `co_await winrt::resume_after`

Es gibt mehrere Stellen, an denen Simple3DGameDXconcurrency:: wait verwendet, um den Thread für einen kurzen Zeitraum anzuhalten. Hier sehen Sie ein Beispiel.

// GameConstants.h
namespace GameConstants
{
    ...
    static const int InitialLoadingDelay = 2000;
    ...
}

// GameRenderer.cpp
task<void> GameRenderer::CreateGameDeviceResourcesAsync(_In_ Simple3DGame^ game)
{
    std::vector<task<void>> tasks;
    ...
    tasks.push_back(create_task([]()
    {
        wait(GameConstants::InitialLoadingDelay);
    }));
    ...
}

Die C++/WinRT-Version von concurrency::wait ist die winrt::resume_after-Struktur. Wir können diese Struktur in einer PPL-Aufgabe co_awaiten. Hier sehen Sie ein Codebeispiel.

// GameConstants.h
namespace GameConstants
{
    using namespace std::literals::chrono_literals;
    ...
    static const auto InitialLoadingDelay = 2000ms;
    ...
}

// GameRenderer.cpp
task<void> GameRenderer::CreateGameDeviceResourcesAsync(_In_ Simple3DGame^ game)
{
    std::vector<task<void>> tasks;
    ...
    tasks.push_back(create_task([]() -> task<void>
    {
        co_await winrt::resume_after(GameConstants::InitialLoadingDelay);
    }));
    ...
}

Beachten Sie die beiden anderen Änderungen, die wir vornehmen mussten. Wir haben den Typ von GameConstants::InitialLoadingDelay in std::chrono::duration geändert, und wir haben den Rückgabetyp der Lambda-Funktion explizit gemacht, weil der Compiler ihn nicht mehr ableiten kann.

Portieren eines Aufgabe<void>-Rückgabetyps zu winrt::IAsyncXxx

Simple3DGame::LoadLevelAsync

In dieser Phase unserer Arbeit mit Simple3DGameDX wird an allen Stellen im Projekt, an denen Simple3DGame::LoadLevelAsync aufgerufen wird, co_await zum Aufrufen davon verwendet.

Das bedeutet, dass wir den Rückgabetyp der betreffenden Methode einfach aus Aufgabe<void> in winrt::Windows::Foundation::IAsyncAction ändern (und ihren Rest unverändert lassen) können.

winrt::Windows::Foundation::IAsyncAction Simple3DGame::LoadLevelAsync()
{
    m_level[m_currentLevel]->Initialize(m_objects);
    m_levelDuration = m_level[m_currentLevel]->TimeLimit() + m_levelBonusTime;
    co_return co_await m_renderer->LoadLevelResourcesAsync();
}

Nun sollte es recht automatisch ablaufen, den Rest dieser Methode mit ihren Abhängigkeiten (wie m_level usw.) zu C++/WinRT zu portieren.

GameRenderer::LoadLevelResourcesAsync

Hier ist die ursprüngliche C++/CX-Version von GameRenderer::LoadLevelResourcesAsync.

// GameConstants.h
namespace GameConstants
{
    ...
    static const int LevelLoadingDelay = 500;
    ...
}

// GameRenderer.cpp
task<void> GameRenderer::LoadLevelResourcesAsync()
{
    m_levelResourcesLoaded = false;

    return create_task([this]()
    {
        wait(GameConstants::LevelLoadingDelay);
    });
}

Simple3DGame::LoadLevelAsync ist die einzige Stelle im Projekt, an der GameRenderer::LoadLevelResourcesAsync aufgerufen wird, und es wird dort bereits co_await zum Aufrufen verwendet.

Es ist also nicht mehr erforderlich, dass GameRenderer::LoadLevelResourcesAsync eine Aufgabe zurückgibt – es kann stattdessen eine winrt::Windows::Foundation::IAsyncAction zurückgeben. Und die Implementierung selbst ist einfach genug, um sie vollständig zu C++/WinRT zu portieren. Dies umfasst die Vornahme derselben Änderung, die wir in „Portieren von concurrency::wait zu co_await winrt::resume_after„ vorgenommen haben. Und es gibt keine signifikanten Abhängigkeiten vom Rest des Projekts, um die Sie sich Gedanken machen müssten.

Somit sieht die Methode also wie folgt aus, nachdem sie vollständig zu C++/WinRT portiert wurde.

// GameConstants.h
namespace GameConstants
{
    using namespace std::literals::chrono_literals;
    ...
    static const auto LevelLoadingDelay = 500ms;
    ...
}

// GameRenderer.cpp
winrt::Windows::Foundation::IAsyncAction GameRenderer::LoadLevelResourcesAsync()
{
    m_levelResourcesLoaded = false;
    co_return co_await winrt::resume_after(GameConstants::LevelLoadingDelay);
}

Das Ziel – vollständiges Portieren einer Methode zu C++/WinRT

Lassen Sie uns diese exemplarische Vorgehensweise mit einem Beispiel für das Endziel zusammenfassen, indem wir die Methode BasicReaderWriter::ReadDataAsync vollständig zu C++/WinRT portieren.

Das letzte Mal, als wir uns diese Methode angesehen haben (im Abschnitt „Portieren von ReadDataAsync (das Meiste) zu C++/WinRT, wobei der Rest des Projekts unverändert bleibt“), war es größtenteils zu C++/WinRT portiert. Es gab aber immer noch eine Aufgabe von Platform::Array<byte>^ zurück.

task<Platform::Array<byte>^> BasicReaderWriter::ReadDataAsync(
    _In_ Platform::String^ filename)
{
    auto location_from_cx = from_cx<winrt::Windows::Storage::StorageFolder>(m_location);

    auto file = co_await location_from_cx.GetFileAsync(filename->Data());
    auto buffer = co_await winrt::Windows::Storage::FileIO::ReadBufferAsync(file);
    byte* bytes;
    auto byteAccess = buffer.as<Windows::Storage::Streams::IBufferByteAccess>();
    winrt::check_hresult(byteAccess->Buffer(&bytes));

    co_return ref new Platform::Array<byte>(bytes, buffer.Length());
}

Anstatt eine Aufgabe zurückzugeben, ändern wir sie so, dass sie eine IAsyncOperationzurückgibt. Und statt ein Bytearray über diese IAsyncOperation zurückzugeben, geben wir stattdessen ein C++/WinRT IBuffer-Objekt zurück. Dafür ist außerdem eine geringfügige Änderung am Code an den aufrufenden Stellen erforderlich, wie wir sehen werden.

Im Folgenden sehen Sie, wie die Methode nach der Portierung ihrer Implementierung, ihrer Parameter und des m_location-Datenmembers aussieht, um C++/WinRT-Syntax und -Objekte zu verwenden.

winrt::Windows::Foundation::IAsyncOperation<winrt::Windows::Storage::Streams::IBuffer>
BasicReaderWriter::ReadDataAsync(
    _In_ winrt::hstring const& filename)
{
    StorageFile file{ co_await m_location.GetFileAsync(filename) };
    co_return co_await FileIO::ReadBufferAsync(file);
}

winrt::array_view<byte> BasicLoader::GetBufferView(
    winrt::Windows::Storage::Streams::IBuffer const& buffer)
{
    byte* bytes;
    auto byteAccess = buffer.as<Windows::Storage::Streams::IBufferByteAccess>();
    winrt::check_hresult(byteAccess->Buffer(&bytes));
    return { bytes, bytes + buffer.Length() };
}

Wie Sie sehen können, ist BasicReaderWriter::ReadDataAsync selbst wesentlich einfacher, da wir die synchrone Logik, die Bytes aus dem Puffer abruft, in seine eigene Methode einbezogen haben.

Doch nun müssen wir die Aufrufstellen aus dieser Art von Struktur zu C++/CX portieren.

task<void> BasicLoader::LoadTextureAsync(...)
{
    return m_basicReaderWriter->ReadDataAsync(filename).then(
        [=](const Platform::Array<byte>^ textureData)
    {
        CreateTexture(...);
    });
}

In dieses Muster in C++/WinRT.

winrt::Windows::Foundation::IAsyncAction BasicLoader::LoadTextureAsync(...)
{
    auto textureBuffer = co_await m_basicReaderWriter.ReadDataAsync(filename);
    auto textureData = GetBufferView(textureBuffer);
    CreateTexture(...);
}

Asynchronität und Interoperabilität zwischen C++/WinRT und C++/CX

Der Grund, warum ein ganzes Thema der Interoperabilität von asynchronem Code gewidmet ist

Ein paar Hintergrundinformationen zur asynchronen Programmierung

Asynchrone Windows-Runtime-Objekte (IAsyncXxx)

Asynchrones C++/CX

Asynchrones C++/WinRT

Das Direct3D-Spielbeispiel (Simple3DGameDX)

Übersicht über das Portieren von asynchronem C++/CX zu C++/WinRT

Warten auf eine Aufgabe<void>-Methode, wobei der Rest des Projekts unverändert bleibt

Warten auf eine Aufgabe<void> innerhalb einer Fire-and-Forget-Methode

GameMain::Update

GameMain::ResetGame

GameMain::OnDeviceRestored

GameMain::GameMain

Die verschobene Besprechung von `co_await` und dem this-Zeiger

Ableiten von GameMain von winrt::implements

Wir können jetzt implements::get_strong aufrufen.

Warten auf eine Aufgabe<void> innerhalb einer Aufgabe<void>-Methode

Warten auf eine Aufgabe<void> innerhalb einer Aufgabe<T>-Methode

Warten auf ein IAsyncXxx^ in einer Aufgabe-Methode, wobei der Rest des Projekts unverändert bleibt

Portieren von ReadDataAsync (das Meiste) zu C++/WinRT, wobei der Rest des Projekts unverändert bleibt

Konvertieren einer winrt::IAsyncXxx<T> in eine Aufgabe<T>

Konvertieren einer winrt::IAsyncXxx<T> (T ist primitiv) in eine Aufgabe<T>

Konvertieren einer winrt::IAsyncXxx<T> (T ist ein Windows Runtime-Typ) in eine Aufgabe<T^>

Umschließen einer Aufgabe, die `co_return` verwendet, mit create_async

Portieren von concurrency::wait zu `co_await winrt::resume_after`

Portieren eines Aufgabe<void>-Rückgabetyps zu winrt::IAsyncXxx

Simple3DGame::LoadLevelAsync

GameRenderer::LoadLevelResourcesAsync

Das Ziel – vollständiges Portieren einer Methode zu C++/WinRT

Wichtige APIs

Feedback

Feedback

Zusätzliche Ressourcen

Asynchronität und Interoperabilität zwischen C++/WinRT und C++/CX

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Übersicht über das Portieren von asynchronem C++/CX zu C++/WinRT

Warten auf eine Aufgabe<void>-Methode, wobei der Rest des Projekts unverändert bleibt

Warten auf eine Aufgabe<void> innerhalb einer Fire-and-Forget-Methode

GameMain::Update

GameMain::ResetGame

GameMain::OnDeviceRestored

GameMain::GameMain

Die verschobene Besprechung von co_await und dem this-Zeiger

Ableiten von GameMain von winrt::implements

Wir können jetzt implements::get_strong aufrufen.

Warten auf eine Aufgabe<void> innerhalb einer Aufgabe<void>-Methode

Warten auf eine Aufgabe<void> innerhalb einer Aufgabe<T>-Methode

Warten auf ein IAsyncXxx^ in einer Aufgabe-Methode, wobei der Rest des Projekts unverändert bleibt

Portieren von ReadDataAsync (das Meiste) zu C++/WinRT, wobei der Rest des Projekts unverändert bleibt

Konvertieren einer winrt::IAsyncXxx<T> in eine Aufgabe<T>

Konvertieren einer winrt::IAsyncXxx<T> (T ist primitiv) in eine Aufgabe<T>

Konvertieren einer winrt::IAsyncXxx<T> (T ist ein Windows Runtime-Typ) in eine Aufgabe<T^>

Umschließen einer Aufgabe, die co_return verwendet, mit create_async

Portieren von concurrency::wait zu co_await winrt::resume_after

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